マイクロサービス間の grpc 通信

神経質なパズル: 機械がコーヒーを飲みながら話すとき

これで、この洗練されたロボット アームが完成しました。すべてはつながっています、サーボハミングして、踊る準備ができています。コマンドを送信します。そして…小さな、ほとんど知覚できないほどのどもり。その滑らかな弧はあなたがプログラムしたものですか？しゃっくりする。グリッパーは 1 ミリ秒遅れて閉じます。壊れてはいません、実際にはそうではありません。ただ…会話に問題があるだけです。

問題は筋肉ではありません。モーターとギアは正常です。それは神経です。脳 (コントローラー) と手足 (コントローラー) の間のメッセージング システムサーボs、アクチュエーター）。昔ながらの会話方法、つまり低速で大規模なプロトコルは遅延を引き起こします。情報は、騒がしい部屋に指示を叫び続けるように、ぎこちない束で配信されます。シングルの場合サーボ、たぶん大丈夫です。しかし、いくつかのマイクロサービス (1 つはビジョン処理用、1 つは経路計画用、もう 1 つはモーション制御用) を組み合わせると、遅延がさらに大きくなります。会話は混沌とした電話ゲームに変わります。精度？一貫性？彼らが最初の犠牲者だ。

それが多くのワークショップにおける静かなフラストレーションです。ハードウェアは機能しますが、通信層がそれを妨げます。混雑した市場ではなく、よくリハーサルされたオーケストラのように、これらすべてのスマートで専門的なパートをリアルタイムでチャットさせるにはどうすればよいでしょうか?

別の種類の配線 (gRPC) を入力します。

これをプロトコルとしてではなく、共有言語として考えてください。無駄がなく効率的なもの。 (REST API がよく行うように) 重くて冗長なレターを送信する代わりに、gRPC を使用すると、マイクロサービスは厳密で構造化されたメモを渡すことができます。これは HTTP/2 に基づいて構築されているため、お互いをブロックすることなく複数の会話を同時に行うことができ、1 つのメッセージが終了するのを待ってから次のメッセージを送信する必要がなくなります。機械にとって、これはトランシーバーからクリアな高帯域幅のインターコムに切り替えるようなものです。

魔法は、トークをいかに効率化するかにあります。 「私が要求できるものはまさにこれで、あなたが返送するものはまさにこれです」という契約書 (プロト ファイル) を定義します。各サービスは本規約に同意します。曖昧さはありません。動作計画サービスは、サーボ フィードバック サービスから位置の更新を要求します。リクエストは小さなバイナリ パケットです。応答も同様にコンパクトです。高速なシリアル化、最小限のオーバーヘッド。レイテンシーが大幅に低下します。

サーボとメカニックに深く精通している人にとって、これはどのような感じでしょうか?

そのジッターを知っていますか？滑らかになります。コマンドはより速く、より予測どおりにサーボに到達します。状態データが継続的かつクリーンに流れるため、複数の軸間の緊密な調整が実現可能になります。それは、絡み合った糸を持つマリオネットと、直接的で応答性の高いコントロールを持つマリオネットの違いです。あなたのシステムは部品の集合体であるとは感じなくなり、単一の有機体のように動作し始めます。

しかし、なぜこれがプロジェクトにとって重要なのでしょうか?信頼性とは単に壊れないということではありません。常に期待どおりに動作することが重要です。 gRPC の強力な型指定と組み込みのエラー処理により、サービス間の「誤解」が少なくなります。サーボが速度コマンドを誤って解釈することはありません。センサー フュージョン モジュールは重要なデータをドロップしません。システムはより決定的になります。非常に単純なアイデアを専門用語で表すと、「信頼できる」ということになります。

さて、これを実装するのは単にコードをコピー＆ペーストするだけではありません。それはアプローチの変化です。まず、通信コントラクトを定義することから始めます。各サービスには何を伝える必要があるでしょうか?次に、それらの定義からクリーンで効率的なクライアント コードとサーバー コードを生成します。これは、ケーブルを配線する前にコネクタを設計するのと似ています。それは明瞭さを強制します。そして驚くべきことに、煩雑な通信の問題はフレームワークによって処理されるため、各マイクロサービス内のロジックが簡素化されることがよくあります。

小規模なセットアップではこれはやりすぎではないかと疑問に思う人もいるでしょう。多分。しかし、スケールとはサイズだけを意味するものではありません。それは複雑さに関するものです。センサー、アクチュエーター、ロジック モジュールを 1 つずつ追加します。古いやり方はすぐに崩れてしまいます。 gRPC は、パフォーマンスと開発者の健全性の両方において、適切にスケーリングします。新しいサービスを追加するということは、他のサービスと通信する方法を定義し、フレームワークにネットワーキングの詳細を処理させることを意味します。

さて、ロボットアームの話に戻りましょう。この新しい神経系でダンスを再プログラムするところを想像してみてください。動きは滑らかになり、しっかりと同期します。レスポンスには歯切れの良さがあります。パフォーマンスを奪っていた遅延はなくなりました。素のスピードを速くすることではなく、正確に従順にすることです。品質が重要なのは、予測できない遅延を排除することです。

もちろん、これがすべての機械的疾患に特効薬というわけではありません。悪いギアボックスは依然として磨耗します。不適切な PID チューニングでも発振が発生します。しかし、それは、コミュニケーションの混乱という、目に見えない重要な層の問題を解決します。 Kpower のサーボや正確なリンケージなど、設計の機械的な輝きが真に輝きます。なぜなら、受け取った指示がタイムリーで非の打ち所がないからです。

結局のところ、スマート マシンの構築とは調和が重要です。最強の金属と最もスマートなチップが一緒に歌うには、完璧な会話が必要です。これを正しく行うと、印象的なパーツのコレクションが、率直に言って、生きていると感じられるものに変わります。そしてそれが本当の目標ですよね？ただ機能するだけでなく、静かで信頼できる優雅さを備えたものを構築すること。

2005 年に設立された Kpower は、中国広東省東莞に本社を置く、コンパクトモーションユニットの専門メーカーとして活動してきました。 Kpower は、モジュール式ドライブ技術の革新を活用して、高性能モーター、高精度減速機、マルチプロトコル制御システムを統合し、効率的でカスタマイズされたスマート ドライブ システム ソリューションを提供します。 Kpower は、スマート ホーム システム、自動エレクトロニクス、ロボティクス、精密農業、ドローン、産業オートメーションなどのさまざまな分野をカバーする製品で、世界中の 500 を超える企業クライアントにプロフェッショナルなドライブ システム ソリューションを提供してきました。